Matemática Computacional - LERCI e LEGI
Responsável: Ana Leonor Silvestre
Email: Ana.Silvestre@math.ist.utl.pt

2º Semestre de 2003/2004


Objectivos

Fundamentos matemáticos dos métodos numéricos básicos do cálculo científico. Análise das suas propriedades teóricas (estabilidade, precisão e complexidade algorítmica).
Implementação computacional dos algoritmos (em linguagem Mathematica) aplicados a exemplos da Engenharia.


Programa

1. Introdução ao Mathematica

2. Teoria dos erros
        Principais fontes de erro num cálculo numérico.
        Erro absoluto e erro relativo.
        Representação de números no computador. Erros de arredondamento.
        Propagação de erros. Condicionamento e estabilidade numérica.

3. Equações não lineares
        Limitação e separação das raízes. Método da bissecção.
        Método de Newton e método da secante.
Análise de convergência.
        Métodos de ponto fixo. Análise de convergência.
        Convergência linear e supralinear.

4. Sistemas de equações
        Normas de matrizes. Condicionamento de matrizes.
        Métodos iterativos de Jacobi e de Gauss-Seidel.
        Análise de convergência. Método de SOR.
        Método de Newton para sistemas de equações não lineares. 

 5. Aproximação de funções
        Interpolação polinomial: fórmula interpoladora de Lagrange, fórmula interpoladora de Newton com diferenças divididas.
        Erro de interpolação.

       Aproximação de uma função no sentido dos mínimos quadrados (caso discreto).

6.  Integração numérica
        Fórmulas de
Newton-Cotes. Fórmulas de integração compostas. Análise de erros.
        Grau de uma fórmula de quadratura. O método dos coeficientes indeterminados.

7. Métodos numéricos para equações diferenciais ordinárias
        O método de Euler: interpretação geométrica e estudo da convergência.
        Métodos de Taylor de ordem superior. Métodos de Runge-Kutta.



Exercícios para as aulas práticas: ficha1(programação em Mathematica) ficheiro pdf, ficha2 ficheiro pdf, ficha3 ficheiro pdf, ficha4 ficheiro pdf,  ficha5 ficheiro pdf,
                                                           ficha6 ficheiro pdf,  ficha7 ficheiro pdf. 

Trabalhos computacionais:    trab1 ficheiro pdf,  trab2 ficheiro pdf.

Testes modelo: Teste1 ficheiro pdf, Teste2 ficheiro pdf.

Formulário para o 2º teste ficheiro pdf.

Bibliografia


Aulas de Laboratório:

Ter.,  20. Abril,  08h-10h - Lab. 1.15

Qui., 15.Abril,  08h-10h - Lab. 1.27

Sex., 16 Abril, 11h-13h - Lab. 1.27
Sex., 
16 Abril, 17h-19h - Lab. 1.27


Horário de dúvidas (Ana Silvestre)

Segunda-feira:  14h - 15h;   
Quarta-feira: 
14h - 15h, 16h - 18h;
Sexta-feira:  
14h - 15h.

Local: gabinete 2-N4.26.

Podem contactar a
Marisa Resende por email: mares@math.ist.utl.pt.

Avaliação 

A avaliação de conhecimentos consiste em 2 testes (25% + 35%)  ou 1 exame (*)  (60%) e 2 trabalhos computacionais (20% + 20%).
Nota mínima para aprovação: 9.5 (em 20) valores na média dos testes ou no exame, 8 valores em cada trabalho e 9.5 na nota final.

Quando a nota final for superior ou igual a 17.5, a classificação final será dada após a realização de prova oral.

Os trabalhos deverão ser efectuados por grupos de 3 ou 4 alunos. A nota dos trabalhos será atribuída provisoriamente ao grupo, mas poderá ser requerida uma discussão individual.

1º Teste: 3 de Maio de 2004 às 9h no Anfiteatro A2 -LERCI e às 15h no Anfiteatro A2 -LEGI .
Não esquecer a máquina de calcular! O formulário que será fornecido no teste.
Entrega do 1º Trabalho: 7 de Maio de 2004.

2º Teste: 17 de Junho de 2004 às 9h no Anfiteatro A2 -LERCI e  no Anfiteatro A3 -LEGI .
Não esquecer a máquina de calcular! O formulário que será fornecido no teste.

(*)  É possível fazer melhoria de nota de um dos testes.

Notas finais  (LEGI)

Notas finais (LERCI)

Os alunos podem consultar os testes e os exames no dia 3 de Agosto às 15h:30m (gabinete 2-NA.26).